Urine dan 'Ragi' Menjadi Terobosan Baru Untuk Perjalanan Luar Angkasa

Maria Gabrielle - Senin, 21 Maret 2022 | 09:00 WIB

Wikimedia Commons

Potret Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Nationalgeographic.co.id—Ketika melakukan perjalanan ke luar angkasa, para astronaut diperhadapkan dengan beragam tantangan. Mulai dari mengurangi konsumsi makanan, menggunakan kembali material yang ada hingga mendaur ulang limbah.

Gerakan 3R (reduce, reuse, recycle) menjadi wajib dilakukan untuk bertahan hidup. Apalagi mengingat terbatasnya tempat dan sumber daya yang ada di kapal luar angkasa.

Dilansir dari howstuffworks, diketahui para astronaut di Stasiun Luar Angkasa atau International Space Station (ISS) menggunakan teknologi filtrasi canggih untuk mendaur ulang urine. Meski teknologi ini terbukti berhasil, jumlah air yang dihasilkan masih terbilang sedikit.

Berdasarkan penelitian yang dipresentasikan pada National Meeting & Exposition of the American Chemical Society atau ACS ke 254. Urine manusia mempunyai manfaat lebih daripada sekedar didaur ulang.

"Jika astronaut akan melakukan perjalanan luar angkasa selama beberapa tahun, kita perlu menemukan cara untuk menggunakan kembali dan mendaur ulang semua yang mereka bawa. Ekonomi atom akan menjadi sangat penting," kata Mark A. Blenner, seorang asisten profesor teknik kimia dan biomolekuler di Universitas Clemson.

Sebagai informasi, ekonomi atom adalah rancangan untuk mengatasi keterbatasan konsep tradisional dari hasil dan jumlah produk akhir, yang digunakan untuk menghitung efisiensi reaksi kimia.

Mark A. Blenner melakukan penelitian yang terfokus pada potensi pengunaan mikroorganisme dalam hal ini. Pemanfaatan mikroorganisme bertujuan untuk mengubah substansi kimia pada urine serta karbon dioksida dari nafas yang dihembuskan menjadi bahan mentah, seperti plastik.

Dengan kata lain, bahan kimia terkandung pada urine tidak akan dibuang percuma sebagai limbah beracun dalam sistem pemurnian seperti yang ada di ISS. Zat kimia yang terkandung dalam urine bisa menjadi sumber daya untuk membuat suplemen dan alat yang penting bagi kelangsungan hidup manusia di luar angkasa.

Agar ekonomi atom di pesawat luar angkasa efisien, semua urine dikumpulkan lalu didaur ulang menjadi air dan bahan mentah lainnya. Kunci untuk membuat hal itu berhasil adalah “ragi”.

Berbeda dengan ragi yang kita gunakan untuk memfermentasi gula menjadi alkohol. Ragi luar angkasa ini disebut dengan Yarrowia lipolytica yang dimodifikasi secara genetik.

"Memiliki sistem biologis yang diaktifkan oleh astronaut dari keadaan tidak aktif (seperti ragi) untuk mulai memproduksi apa yang mereka butuhkan, ketika mereka membutuhkannya adalah tujuan utama penelitian kami kami," kata Blenner.

Mikroorganisme itu membutuhkan karbon dan nitrogen agar dapat tumbuh. Nitrogen bisa didapatkan dari urine astronaut yang pasti mengandung urea (molekul kaya akan nitrogen) dan karbon dapat didapat dari nafas yang dihembuskan.

Karbon juga dapat diekstrak dari atmosfer Mars yang melimpah akan CO2. Selain itu, para peneliti menemukan strain lain Y. lipolytica dapat menghasilkan monomer sebagai produk sampingan.

Produk sampingan monomer dapat diubah menjadi polimer poliester dan dapat digunakan pada mesin pencetak tiga dimensi. Alat itu memungkinkan astronaut dapat memproduksi berbagai peralatan plastik.

"Y. lipolytica juga dapat menghasilkan asam lemak omega 3 yang dibutuhkan astronaut untuk melakukan perjalanan luar angkasa jangka panjang. Asam lemak omega 3 mempunyai peran penting untuk menjaga kesehatan jantung, mata dan otak," kata Blenner dan timnya.

Omega 3 sendiri tidak dapat bertahan lama atau memiliki masa simpan yang sebentar. Jadi, menemukan cara untuk memproduksi suplemen tersebut di luar angkasa sangatlah penting.

Untuk saat ini, jumlah produk sampingan yang dihasilkan oleh Y. lipolitika masih terbatas. Oleh karena itu, tim Blenner terus bekerja untuk mengoptimalkan produksi polimer dan asam lemak sehingga dapat digunakan sebagai sumber daya yang berlimpah untuk eksplorasi tata surya kita.